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Estimación de Desbalance para un Gran Rotor Flexible Usando Minimización de Fuerza y Desplazamiento

Autores: Choudhury, Tuhin; Viitala, Risto; Kurvinen, Emil; Viitala, Raine; Sopanen, Jussi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Estimación de Desbalance para un Gran Rotor Flexible Usando Minimización de Fuerza y Desplazamiento


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Desbalance de masa
Máquinas rotativas
Rotores flexibles
Aplicaciones industriales
Método basado en fuerzas
Localización del desbalance

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El desbalance de masa es una de las fallas más prominentes que ocurren en máquinas rotativas. La identificación del desbalance en el caso de rotores flexibles grandes es crucial porque en aplicaciones industriales como máquinas de papel y rectificadoras de rodillos, altas vibraciones pueden afectar negativamente la calidad del producto final. El objetivo de esta investigación es determinar la ubicación, magnitud y fase del desbalance para un rotor flexible grande con pocas coordenadas medidas. Para ello, se aplica un método basado en fuerzas establecido que comprende la expansión modal y la minimización de carga equivalente. Debido al comportamiento anisotrópico del rotor de prueba, el método de fuerza requería al menos seis coordenadas medidas para predecir el desbalance con un error del 4 al 36%. Para superar esta limitación, se propone un método alternativo que elimina el uso de la expansión modal. Aquí, los desplazamientos generados al variar la ubicación de un desbalance de referencia a lo largo del eje del rotor se comparan con los desplazamientos medidos para detectar la ubicación del desbalance. Además, en lugar de modelos de fallas basados en fuerzas, la minimización de desplazamientos en ubicaciones medidas determina los parámetros del desbalance. El caso de prueba en este estudio es el rodillo guía de una máquina de papel y sus diferentes estados de desbalance. El algoritmo se prueba inicialmente con un modelo basado en simulación y luego se valida con un montaje experimental. Los resultados muestran que el método de desplazamiento puede localizar el desbalance cerca de la ubicación real y puede predecir la magnitud y fase del desbalance con solo dos coordenadas medidas. Por último, utilizando datos medidos de 15 puntos de medición a lo largo de la sección del tubo del rotor de prueba, una comparación muestra cómo la selección de las dos ubicaciones medidas afecta la precisión de la estimación.

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